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第十二章 内能与热机
12.4 热机与社会发展
沪粤版 九年级 物理（上）
导入新课
如图所示，汽车奔驰、火车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近内燃机，了解它们的工作原理吧！
探究新知
知识板块一 热机
热机推动人类进步
(a)从镰刀到收割机 (b)从马车到列车 (c)从木帆船到远洋巨轮
蒸汽机
汽油机
柴油机
燃气轮机
喷气发动机
火箭发动机
化学燃料
高温气体
燃烧
推动
机械运动
共同特点：
各种各样的热机：
观察与思考
热机中能量的转化
化学能
热机是一种将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能的机械。
机械能
内能
燃烧
做功
热机的共同特点：将燃料的______能通过燃烧转化为______能，然后通过______，把内能转化为______能。
化学
内
做功
机械
填 空：
实验探究热机的原理
如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮。加热试管使水沸腾，细心观察，
你会发现____________，在此过程
中是燃料的______能转化为叶轮的
______能。
叶轮转动
化学
机械
知识板块二 汽油机
汽油机是用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，将内能转化为机械能的一种热机。
(a)单缸汽油机
(b)四缸汽油机
汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
汽油机四冲程的特点
冲程名称 进气门 排气门 活塞运动方向 作用 能量
的转化
吸气冲程
压缩冲程
开
关
向下
吸入汽油和空气的混合气
无
关
关
向上
压缩气体提高温度
机械能转化为内能
冲程名称 进气门 排气门 活塞运动方向 作用 能量
的转化
做功冲程
排气冲程
关
关
关
向下
开
向上
高温气体膨胀推动活塞做功
排出废气
无
内能转化
为机械能
汽油机四冲程的特点
一个工作循环里，活塞往返_____次，曲轴转动_____周。______冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠____________来完成。
两
做功
两
飞轮的惯性
柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入的物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来
了解柴油机
汽油机
(1)主要结构：由______、______、进气门、排气门、曲轴和连杆以及______组成。
(2)原理：汽油机工作时，一个工作循环包括_____冲程、_____冲程、_____冲程和_____冲程。在压缩冲程中，_______转化为_______；在做功冲程中，_______转化为_______。
火花塞
气缸
活塞
吸气
压缩
做功
排气
机械能
内能
内能
机械能
填 空：
柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是__________，柴油机吸入气缸的物质是______。
汽油和空气
空气
知识板块三 热机的效率
热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
蒸汽机的效率很低，只有6%~15%。内燃机的效率较高，如汽油机的效率为20%~30%，柴油机的效率可达45%左右。
热机的效率η=
尽可能使燃料充分燃烧；
提高热机效率的主要途径：
尽量减小各种热量损失；
机件间保持良好的润滑以减小摩擦。
热机工作时，用来做_________的能量与_______________放出的能量之比，叫做热机的效率。汽油机的效率为20%～30%，柴油机的效率可达45%左右。
有用功
燃料完全燃烧
填 空：
下图为某汽车内燃机燃料燃烧所释放能量的流向图。根据图中给出的信息，该内燃机的效率为(　 　)
A．20%　　　B．30%　　　 　　　
C．40%　　　D．50%
C
知识板块四 热机与环境
热机的利用带来的环境污染
(1)排出的废气温度较高
(2)废气中含有各种有害的气体和粉尘
不达标的尾气排放
空气污染严重
怎样控制热机对环境造成的污染？
(1)改进燃烧设备
(2)充分利用污染少的能源
(3)在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
汽车排气消声器
关于热机和环境保护的下列说法中，正确的是 (　 　)
A．热机的大量使用会造成环境污染
B．全部热机都是用汽油作燃料
C．汽车排出的尾气全部都是有毒气体
D．蒸汽机是用蒸汽作燃料的热机
A
课堂小结
12.4 热机与社会发展
一、热机
二、汽油机
1.汽油机的构造
2.汽油机工作的四个冲程
三、热机的效率
四、热机与环境
随堂检测
1. 汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（ ）
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
C
2.在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度_______，内能______，而压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功，混合气的温度_______，内能_______。（选填“升高”“降低”“增加”或“减少”）
降低
减少
升高
增加
3.氢能源汽车以氢为燃料，氢燃料的主要优点是热值大、无污染。某辆氢能源汽车以35kW的功率在平直的公路上匀速行驶2h，消耗了4kg氢燃料，该氢能源汽车发动机的效率是_______。（氢的热值q=1.4×108J/kg）
45%

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